13日發表在《焦耳》雜志上的一篇論文顯示，美國加州大學圣地亞哥分校的研究人員開發了一種可以從指尖上的汗水中獲取能量的新設備。在10小時的睡眠期間內，無需任何機械能量輸入的情況下，該設備每平方厘米可產生300毫焦耳的能量；只需按一下手指，就能額外產生30毫焦耳的能量。這是有史以來發明的最高效的身體能量收集器，意味著可自我維持的可穿戴電子產品向更實用、更方便、更大眾化的方向邁出了重要一步。
以前，基于汗水收集能量的設備需要大量運動，比如通過佩戴者高強度跑步或騎自行車才會出足夠的汗來激活發電。
相比之下，新設備無需佩戴者進行鍛煉。除了睡覺，還可以通過輕按手指產生額外的能量，因此打字、發短信、彈鋼琴等活動也可成為能量來源。該設備論文資深作者、加州大學圣地亞哥分校納米工程學教授約瑟夫·王說：“你可以將其稱之為‘無所事事帶來的能量’。”
新設備是一種名為生物燃料電池的能量收集器，由乳酸（一種溶解在汗液中的化合物）提供動力。從外觀看，它是一條薄而柔軟的帶子，大小約為1平方厘米，可以像創可貼一樣纏繞在指尖上，可長時間舒適佩戴。設備的材質是由碳納米管材料制成的泡沫，同時還有一種有助于最大限度吸汗的水凝膠。
碳泡沫電極的襯墊緊貼手指，吸收汗水并將其轉化為電能。電極上裝有酶，可以觸發汗液中的乳酸和氧分子之間的化學反應來發電。在電極下面是一個由壓電材料制成的芯片，當受到擠壓時，它會產生額外的電能。
當佩戴者流汗或按壓緊身衣時，電能被儲存在一個小電容器中，并在需要時釋放到其他設備。
一名受試者將該設備戴在一個指尖上。在10個小時的睡眠中，該設備收集了近400毫焦耳的能量，這足以為一塊電子表提供24小時的電力。通過一個小時的隨意打字和點擊鼠標，該設備收集了近3000萬毫焦耳的能量。
研究人員表示，之所以選擇指尖，是因為與身體其他部位相比，指尖的汗腺密度最高，達一千多個。手指是身體24小時的“汗水工廠”，可產生的汗量是身體其他大部分部位的100到1000倍。
此外，該設備還可讀取身體維生素C水平和鹽水溶液中的鈉離子水平。未來，研究人員希望改進設備，實現利用能量為傳感器和顯示器等電子設備供電的目標。
來源：科技日報
